廢塑料回收處理的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析
廢塑料的回收再利用是資源型環(huán)保產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分,但不可忽視的是,廢塑料本身及其回收、處理過程會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不良影響,因此,只有完善回收工藝、減少回收再加工的二次污染,方可實(shí)現(xiàn)廢塑料回收環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。
廢塑料再生利用立足國(guó)內(nèi),以進(jìn)口為補(bǔ)充,是資源型環(huán)保產(chǎn)業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一部分。中國(guó)每年回收再生廢塑料1500萬噸,等於節(jié)約或減少進(jìn)口1300萬噸塑料原料,等於節(jié)約或減少進(jìn)口大約3000-4500多萬噸原油。廢塑料的再利用,同時(shí)減少垃圾填埋800萬噸,減少乙烯煉制大量的CO2、SO2排放。與從原油制造塑料相比,還可節(jié)省70%的能耗。廢塑料回收再生利用已經(jīng)成為塑料原料供應(yīng)的重要而有益的補(bǔ)充,可有效緩減資源緊缺。目前,再生塑料循環(huán)利用已經(jīng)在促進(jìn)環(huán)境保護(hù)、擴(kuò)大就業(yè)、增加稅收和區(qū)域循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮巨大作用,有力地推進(jìn)了節(jié)能減排工作,為鞏固中國(guó)制造低成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
從廢塑料回收加工的污染防治方面考慮,積極引導(dǎo)、扶持一批有規(guī)模和水平的廢塑料加工基地,逐步取消作坊式的工廠,改進(jìn)分類技術(shù),將有效減少?gòu)U塑料回收加工過程對(duì)環(huán)境污染。
衡量廢塑料回收再生過程對(duì)環(huán)境的影響主要有4個(gè)指標(biāo),分別是固體廢棄物、廢水、噪音和廢氣。以下重點(diǎn)結(jié)合廢水、廢氣和固體廢棄物三個(gè)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的深入分析,把脈回收再加工過程的各個(gè)癥結(jié),提供建議方案,為企業(yè)最終實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益雙贏局面提供參考。
廢水處理經(jīng)濟(jì)效益分析
廢水是廢塑料回收再生過程中的主要污染源,主要產(chǎn)生於廢塑料清洗、分離和濕法破碎工序。廢水中污染物濃度與其生產(chǎn)所采用的廢塑料性質(zhì)有密切關(guān)系。如果是含有很多雜物的粗料,里面含有許多紙張、土粒等雜物,且為多種類型塑料,其廢水產(chǎn)生量也比較大,可達(dá)到10t/t廢塑料,其清洗和破碎工序產(chǎn)生的廢水,有機(jī)物、懸浮物含量高,其中COD可達(dá)2000mg/m3,而SS可達(dá)500mg/m3。對(duì)使用進(jìn)口的一級(jí)顆粒料及二級(jí)顆粒料,則可不進(jìn)行清選工序,即使進(jìn)行清選,其廢水量約為2t/t原料,廢水中有機(jī)物、懸浮物含量均較低,一般COD為500mg/m3,SS為200mg/m3。通過廢水的生化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),使用不同原料產(chǎn)生的廢水,其生化差異較大,但其可生化性一般不是很好。如果直接對(duì)廢塑料再生工業(yè)廢水進(jìn)行生化處理,其效果并不好。
在生產(chǎn)應(yīng)用中,針對(duì)清洗、破碎工序只對(duì)水中懸浮物含量有較高的要求,可以采用混凝處理工藝去除廢水中的大部分懸浮物,再把廢水回用到生產(chǎn)工序中去,達(dá)到減少?gòu)U水排放量的目的。外排的廢水可與生活污水混合提高其可生化性,再經(jīng)生物處理後排放。
要進(jìn)行企業(yè)廢水清污處理的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益核算,需要綜合考慮以下指標(biāo):企業(yè)年消耗原料量、處理每噸原料用水量、用水成本、員工人數(shù)、年產(chǎn)量、年產(chǎn)值、年利潤(rùn)率、廢水處理設(shè)備總投入、廢水處理設(shè)備使用年限及運(yùn)營(yíng)年成本、排污處罰代價(jià)、防污措施收益(如循環(huán)水再利用等方式)等。
從目前廢塑料回收加工企業(yè)的情況看,每處理1噸原料需要的用水量可以分為3個(gè)層次:5噸以下、5-10噸、10噸以上。一般來說,工業(yè)邊角料需要的清洗用水量較少,而PE膜、PP編織袋、廢尼龍等再生料需要的清洗用水量較多。各企業(yè)對(duì)廢水處理裝置的投入基本在50萬-400萬元人民幣之間。除沉淀池類簡(jiǎn)單處理設(shè)施外,廢水處理裝置含人工、物料在內(nèi)的月運(yùn)營(yíng)成本在數(shù)萬元人民幣到30萬元人民幣之間。
年產(chǎn)量小於5000噸的企業(yè)通常無力承擔(dān)高額的專業(yè)污水處理設(shè)備投入,一般對(duì)污水采取簡(jiǎn)單的沉淀、曝氣處理。對(duì)比企業(yè)年產(chǎn)量與廢水處理投入,可以發(fā)現(xiàn)年產(chǎn)量3000-5000噸是一個(gè)分界線。年產(chǎn)量大於5000噸的企業(yè)進(jìn)行廢水處理成本只占運(yùn)營(yíng)成本的很小比例;年產(chǎn)量小於3000噸的企業(yè)進(jìn)行廢水處理,處理成本占運(yùn)營(yíng)成本的比例將大幅上升。
由於很多中小廢塑料回收加工企業(yè)進(jìn)行原料清洗的用水來自於自取地下水,用水成本較低,因此在實(shí)際情況中,廢水處理成本占運(yùn)營(yíng)成本將會(huì)更高。
廢氣處理經(jīng)濟(jì)效益分析
廢塑料再生過程有機(jī)廢氣產(chǎn)生的源頭主要來自造粒與開放式混煉過程中,在高溫混煉過程中會(huì)有少量有機(jī)氣體釋放出來,有機(jī)烴類物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生碳?xì)浠衔、苯等有害廢氣,這部分有機(jī)物主要來自於廢塑料中部分高分子裂解成小分子和原塑料中的部分添加劑。這部分有機(jī)物大都有剌激性氣味,須作適當(dāng)處置。PVC加工過程中排出的揮發(fā)性氣體較多,其他一般廢塑料加工過程中排出的廢氣很少,對(duì)周邊大氣環(huán)境幾乎沒有影響,一般使用風(fēng)機(jī)抽出排放,以避免對(duì)操作人員造成身體上的傷害。
由於廢塑料回收過程中的廢氣問題并不顯著,所以大部分廢塑料回收加工企業(yè)通常采用保障通風(fēng),并沒有專門針對(duì)廢氣進(jìn)行處理。部分企業(yè)采取了集氣罩抽風(fēng)與活性炭吸附的方式進(jìn)行廢氣處理,設(shè)備投資不大,運(yùn)行成本也不高。對(duì)於含苯等有毒成分的廢氣處理,活性炭用量較大,運(yùn)營(yíng)成本相對(duì)較高,但僅限於少數(shù)企業(yè)。
從發(fā)展看,研發(fā)集成廢氣處理裝置的熔融造粒設(shè)備,是降低廢氣處理成本的有效方式。
固體廢棄物處理經(jīng)濟(jì)效益分析
固體廢物主要來自於清洗工序產(chǎn)生的廢料、廢水處理產(chǎn)生的污泥、廢氣處理產(chǎn)生的活性炭、部分不可回收廢塑料。由於這部分固體廢棄物中的大部分均具有可燃性,如不是含鹵塑料,可直接摻入燃煤中作為鍋爐、電廠的燃料;如為含鹵塑料,為避免產(chǎn)生大氣污染物質(zhì),則需運(yùn)入垃圾焚燒發(fā)電廠作為焚燒原料。
但從經(jīng)濟(jì)效益與污染防治的角度看,企業(yè)自建焚燒裝置通常并不合適。一方面成本投入過大,利用率卻無法保證;另一方面不同廢料的焚燒處理工藝不同,使用單一焚燒裝置無法起到污染防治作用。
塑料在熱分解過程中,聚合物發(fā)生裂解釋放出大量的有害氣體,如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物質(zhì)組成不變,當(dāng)溫度超過280℃時(shí),其分子量開始下降,產(chǎn)生揮發(fā)性氣體,氣體中含苯乙烯單體44%、雙體22%、三體及少量的甲苯、乙基苯等,這些都是對(duì)環(huán)境有極大危害的有害物質(zhì)。焚燒聚氯乙烯塑料,不僅產(chǎn)生對(duì)環(huán)境破壞極大的氯氣、氯化氫及二惡英氣體,而且還產(chǎn)生CO、NOX、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害氣體,對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極大的影響。在塑料焚燒過程中,作為塑料填充、染色等無機(jī)金屬也被揮發(fā)於大氣之中,如Pb、As等有害物質(zhì),造成大氣污染。
表1 各類新塑料生產(chǎn)所需原料、能源及造成的環(huán)境影響 |
目前,廢塑料回收加工企業(yè)常用的方式是將固體廢棄物集中分類,運(yùn)送至地區(qū)的垃圾焚燒站。這種方式雖有效的形成了廢棄物的集中處理,但很多垃圾焚燒站并不具備廢塑料的焚燒防污裝置,無法達(dá)到最佳的污染防治效果。因此,集中建立規(guī)模化的、有較好相容性和分類處理能力的廢塑料分類焚燒處理設(shè)施,是地方政府區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展所應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的問題之一。單靠企業(yè)進(jìn)行固體廢棄物處理,能力和效果都是很有限的。
應(yīng)該看到,正是由於廢塑料的回收再利用,減少了新料的使用量,從而減少了新料生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的不良影響。通過對(duì)塑料生產(chǎn)過程的LCA分析(生命周期評(píng)價(jià)分析),可以得出每生產(chǎn)1Kg新料所消耗的能源與產(chǎn)生的污染物量(表1)。不難發(fā)現(xiàn),在完善回收工藝、減少回收再加工的二次污染的基礎(chǔ)上,充分利用再生塑料可以有效地減輕全社會(huì)的環(huán)境負(fù)擔(dān),節(jié)約資源,這正是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的集中體現(xiàn),也是實(shí)現(xiàn)塑料工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然途徑。
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